(Microsoft PowerPoint - komputer_10.ppt [tryb zgodno\234ci])

II PWr

JAK DZIAŁA KOMPUTER ?

Wyjście

Wejście

Komputer jako czarna skrzynka

(Dane)

(Wyniki)

II PWr

Program

CPU

MEM

WE/WY

ROM

RAM

Schemat blokowy komputera

II PWr

CPU – centralna jednostka przetwarzająca (procesor) DB – magistrala danych
MEM – pamięć (wewnętrzna)

AB – magistrala adresowa

WE/WY – układy wejścia/wyjścia

CB – magistrala sterująca

Schemat blokowy komputera

Procesor

– przetwarzanie danych i sterowanie pracą pozostałych układów.

Procesor przetwarza dane wykonując na nich elementarne operacje
zwane rozkazami (instrukcjami).

Pamięć

– przechowywanie danych, programu i wyników.

RAM (ang. Random Access Memory) – pamięć operacyjna, ulotna.

II PWr

ROM (ang. Read Only Memory) – pamięć nieulotna, pamiętanie progra-

mów startowych (BIOS).

Układy wejścia/wyjścia

– pośredniczą w wymianie informacji pomiędzy proceso-

rem i pamięcią a urządzeniami zewnętrznymi (peryferyjnymi).

WyŜej wymienione bloki wymieniają informację i współpracują ze sobą za poś-

rednictwem

magistrali

Schemat blokowy komputera

Magistrala

– zestaw linii oraz układów przełączających, łączących dwa lub

więcej układów mogących być nadajnikami lub odbiornikami informacji.

II PWr

Magistrala danych

– przesyłanie danych, wyników i kodów instrukcji.

Magistrala adresowa

– przesyłane są adresy komórek pamięci lub układów wej/wyj

Magistrala sterująca – sterowanie pracą układów współpracujących z procesorem.

Szerokość magistrali

– liczba bitów danych przesyłanych równolegle.

Typowe szerokości: 8, 16, 32, 64 bity.

Szybkość magistrali:

od 5 MHz do kilkuset MHz (533 MHz)

Układy cyfrowe

Poszczególne bloki komputera są budowane z

układów cyfrowych

zwanych

takŜe

układami logicznymi

Układy cyfrowe są zbudowane z elementów elektronicznych:

tranzystory, diody.

Są one wytworzone wewnątrz lub na powierzchni wspólnego podłoŜa i tworzą
tzw.

układ scalony.

II PWr

Układy cyfrowe

W zaleŜności od liczby elementów w pojedynczej strukturze (stopień upakowania)
rozróŜnia się układy scalone:

•

małej skali integracji (SSI)

- do kilkudziesięciu elementów (wczesne 1960)

•

średniej skali integracji (MSI)

- setki elementów (późne 1960)

•

wielkiej skali integracji (LSI)

– dziesiątki tysięcy elementów (środek 1970)

II PWr

•

wielkiej skali integracji (LSI)

– dziesiątki tysięcy elementów (środek 1970)

•

bardzo wielkiej skali integracji (VLSI)

– setki tysięcy elementów (1980-te)

•

ultra wielkiej skali integracji (ULSI)

– miliony elementów

Układy cyfrowe

Układ cyfrowy moŜna przedstawić jako blok z określoną liczbą wejść i wyjść.

Sygnały wejściowe i wyjściowe są sygnałami binarnymi i tworzą słowa:
wejściowe i wyjściowe.

WEJ

WYJ

II PWr

1 0 1 1 0

Układy cyfrowe

Podstawowe układy cyfrowe:

• bramki – realizują proste funkcje logiczne: sumę, iloczyn, negację

• przerzutniki - układ cyfrowy pozwalający zapamiętać 1 bit informacji.

Proste układy cyfrowe są

cegiełkami

, z których są budowane układy złoŜone:

•

rejestry

– mała bardzo szybka pamięć

•

liczniki

– do zliczania

II PWr

•

liczniki

– do zliczania

•

sumatory

– do wykonywania operacji na danych

•

komparatory

– do porównywania

•

dekodery

– do dekodowania danych

•

konwertery

– do wykonywania konwersji

Elementy procesora

Jednostka arytmetyczno-logiczna

(ALU, ang. Arithmetic-Logic Unit) – uniwersalny

układ cyfrowy przeznaczony do wykonywania operacji arytmetycznych i logicznych.

ALU

Wynik

Argument A

Argument B

II PWr

Sygnały sterujące

Do zestawu operacji wykonywanych przez ALU naleŜą:
- dodawanie i odejmowanie arytmetyczne
- przesuwanie bitów słowa w prawo i w lewo
- porównywanie wartości dwóch słów
- operacje logiczne (suma, iloczyn, negacja)

Elementy procesora

Dekoder

– układ cyfrowy, który tłumaczy rozkazy na postać, jaka moŜe być

przekazana do układu sterowania celem wykonania.

Jednostka sterująca

– steruje pracą poszczególnych komponentów procesora.

Na podstawie instrukcji pobieranych z dekodera mówi jednostce arytme-
tyczno-logicznej co i kiedy ma być wykonywane.

TakŜe koordynuje pracę innych elementów komputera.

II PWr

TakŜe koordynuje pracę innych elementów komputera.

Pamięć wewnętrzna cache

–

bardzo szybka pamięć podręczna. SłuŜy do przecho-

wywania najczęściej wykorzystywanych rozkazów i danych.

Elementy procesora

Rejestr

- układ cyfrowy przeznaczony do krótkoterminowego przechowywania

niewielkich ilości informacji.

Część rejestrów jest dostępnych dla uŜytkownika (rejestry dostępne programowo),
inne są niedostępne i słuŜą do specjalnych celów. Np.

rejestr rozkazów

– słuŜy do pamiętania rozkazu

II PWr

Rejestry stanowią

najszybszy rodzaj pamięci

, będącej częścią procesora, z którą

kontakt odbywa się z pełną szybkością określoną przez zegar systemowy.

rejestr rozkazów

– słuŜy do pamiętania rozkazu

licznik rozkazów

– słuŜy do pamiętania adresu rozkazu, jaki ma być wykonany.

Schemat blokowy procesora

Zewn. sygnały sterujące

Program

A F

B C

D E

H L

ALU

Wyniki

Dane

Rejestry

II PWr

Zewn. sygnały sterujące

IR – rejestr rozkazów
Dek – dekoder
ALU – jednostka arytmetyczno-logiczna

Program

Układ

sterowania

Dek

Rozkazy procesora

Kod operacji

Argumenty(adresy)

• rozkazy arytmetyczne

• rozkazy logiczne

• rozkazy operacji na bitach

Przykłady:

DODAJ A 25

Rozkaz

– polecenie wykonywane przez procesor komputera.

II PWr

• rozkazy sterowania

• rozkazy we/wy

DODAJ A 25
POMNÓś A B C

Poszczególne procesory charakteryzują się zestawem rozkazów, jakie mogą wyko-
nywać. Zestaw taki tworzy tzw.

listę rozkazów

danego procesora.

Lista moŜe zawierać od kilkudziesięciu do paruset rozkazów.

Instrukcje uŜytkownika

Rozkazy maszynowe

Konwersja na

język maszynowy

Konwersja na

mikrokod

Rozkazy procesora

II PWr

Rozkazy mikrokodowe

mikrokod

Zegar systemowy

Praca komputera jest synchronizowana

zegarem systemowym

(wbudowanym na

płycie głównej).

cykl

Liczba cykli na sekundę jest mierzona w Hz.

II PWr

Liczba cykli na sekundę jest mierzona w Hz.
1 MHz = 10

Hz,

1GHz = 10

Pierwsze mikroprocesory: ok. 5 MHz
Aktualnie: > 3 GHz

W czasie kaŜdego cyklu wykonywana jest pewna liczba rozkazów elementarnych.

Im szybszy zegar

, tym więcej rozkazów

będzie wykonanych w jednostce czasu.

Zegar systemowy wyznacza tzw. cykl maszynowy, w czasie którego procesor
wykonuje część lub cały rozkaz.

Cykl maszynowy składa się z 4 operacji rozdzielonych na dwa etapy:

•

Etap pobrania rozkazu

1. Pobranie rozkazu do pamięci wewnętrznej procesora
2. Dekodowanie rozkazu

Cykl maszynowy

II PWr

•

Etap wykonania rozkazu

3. Wykonanie rozkazu przez ALU
4. Przesłanie wyniku do rejestru lub pamięci

Wiele rozkazów moŜe wymagać więcej cykli maszynowych. Np. rozkaz pobrania
z pamięci 2 liczb, obliczenia ich sumy i zapisania wyniku do pamięci wymaga 4
cykli maszynowych.

Przepływ informacji w cyklu rozkazowym

Licznik rozkazów

Adres rozkazu

Rejestry

Rejestr rozkazów

Rozkaz

KOD AR1

AR2

II PWr

ALU

Wynik

Argument

Adres argumentu

Pamięć operacyjna

Kod
operacji

Argument 2

ALU

PoniewaŜ róŜne komputery wykonują róŜną liczbę rozkazów w cyklu zegarowym,
to bardziej uniwersalną miarą szybkości komputera (aniŜeli szybkość zegara) jest
liczba rozkazów wykonanych w jednostce czasu.

Stosuje się następujące jednostki:

•

Mips

(mega-instruction per second) - miliony prostych rozkazów na sek

•

megaflops

(Mega Floating Point Instruction per Second) - milion operacji

zmiennoprzecinkowych na sek

Porównanie szybkości komputerów

II PWr

zmiennoprzecinkowych na sek

•

gigaflops (GFLOPS)

– miliard operacji zmiennoprzecinkowych na sek

•

teraflops

(TFLOPS)

– 10

operacji zmiennoprzecinkowych na sek

•

petaflops (PFLOPS)

– 10

operacji zmiennoprzecinkowych na sek

Porównanie szybkości komputerów

Przykłady:

• procesory w kalkulatorach - 10 FLOPS
• procesor Core i7-920 3.4GHz - 70 GFLOPS

• supercomputer ASCII White (IBM) - 12 teraflops
• supercomputer Columbia (NASA) – 42.7 teraflops
• supercomputer Roadrunner (IBM), 2008 – 1 PFLOPS

II PWr

• supercomputer Roadrunner (IBM), 2008 – 1 PFLOPS
• supercomputer Cray Jaguar, 2009 – 1.75 PFLOPS
• supercomputer Jaguar XT5 - 2,3 petaflops

Szacuje się, Ŝe mózg jest w stanie wykonywać około 10 biliardów
operacji (elementarnych!) na sekundę.

Superkomputer hybrydowy Roadrunner

Szybkość: 1 petaflop (10

flopów)

RAM: 98 terabajtów (98 * 10

)

Mieści się w 278 panelach

Zajmuje 5 200 stóp

Waga: 500 000 lbs (ok.. 200 ton)

II PWr

Moc pobierana: 2.35 MW

System operacyjny : Linux Red Hat

Zainstalowany w Los Alamos (National Nuclear Security Administration)

Transportowany był w 21 tirach.

Parametry charakteryzujące procesor

• Rozmiar słowa

Jednostka danych (w bitach lub bajtach) jaką procesor moŜe przetwarzać w tym
samym czasie (np.. 8, 16, 32, 64 bity).

• Zegar

Od kilku MHz do kilku GHz.

• Pamięć podręczna (ang. cache memory)

- ile poziomów
- jak wielka pamięć

II PWr

- jak wielka pamięć

• Lista rozkazów

• Prędkość przetwarzania

Przyśpieszenie pracy komputerów

Zwiększenie szybkości

1. Nowe technologie

- większy stopień integracji obwodów

BliŜej siebie obwody – krótszy czas przesyłania bitów,
BliŜej siebie obwody – wydzielanie więcej ciepła

- zwiększenie liczby rejestrów

II PWr

- szybsze i szersze magistrale

- lepszej jakości materiały

Zamiana elementów aluminiowych miedzianymi

2. Nowe rozwiązania w architekturze komputerów

ulepszenie listy rozkazów

, CISC (ang. Complex Instruction Set Computer)

Komputer ze złoŜoną listą rozkazów.

wprowadzenie modelu RISC

(ang. Reduced Instruction Set Computer

Komputer ze zredukowaną listą rozkazów.

zrównoleglenie operacji

Przyśpieszenie pracy komputerów

II PWr

zrównoleglenie operacji

potokowość

W starych PC wykonanie jednego rozkazu musiało być zakończone przed

rozpoczęciem następnego. W nowszych rozwiązaniach z kaŜdym nowym cyk-
lem maszynowym rozpoczyna się wykonywanie kolejnych rozkazów.

Przyśpieszenie pracy komputerów

wieloprocesorowość

przetwarzanie równoległe

Wiele procesorów wspólnie wykonują to samo zadanie

wieloprzetwarzanie

KaŜdy procesor wykonuje róŜne zadanie

II PWr

sterowanie

R
A

WEJ

II PWr

sterowanie

WYJ

Tendencje przyszłościowe

•

Nowe materiały

Obecnie silikon jako naturalny półprzewodnik. Osiągnięto limit upakowania

chipów silikonowych. Trendy:
- przetwarzanie optyczne (światło zamiast elektronów)
- materiały nadprzewodzące

•

Układy 3-D

3-wymiarowe układy, w odróŜnieniu od płaskich, pozwolą na upakowanie

znacznie więcej elementów i ok. 10-krotnie zwiększyć szybkość.

II PWr

znacznie więcej elementów i ok. 10-krotnie zwiększyć szybkość.

Tendencje przyszłościowe

•

Komputery kwantowe

•

Przetwarzanie optoelektroniczne

II PWr

• Komputery organiczne

Tendencje przyszłościowe

•

Komputery kwantowe

Wykorzystuje się zasady fizyki i mechaniki kwantowej. Komputer kwantowy
pracuje na poziomie atomów wykorzystując bity kwantowe tzw.

qubity.

Qubit, w odróŜnieniu od bitu, moŜe reprezentować nie dwa, a wiele stanów (i to
nawet w tym samym czasie). W związku z tym komputery kwantowe mogą być
wykładniczo szybsze od konwencjonalnych. Dane w komputerach kwan-

towych są reprezentowane przez aktualny stan kwantowy układu stanowią-

II PWr

towych są reprezentowane przez aktualny stan kwantowy układu stanowią-
cego komputer. Jego ewolucja odpowiada procesowi obliczeniowemu.

Tendencje przyszłościowe

• Przetwarzanie optoelektroniczne

JuŜ obecnie wytwarzane są układy optyczne wykorzystujące światło do przesy-
łania danych. W komputerach optycznych planuje się wykorzystanie światła do
wykonywania obliczeń. PoniewaŜ promienie świetlne nie interferują ze sobą,
komputery optyczne będą znacznie mniejsze i szybsze od elektronicznych.

W tradycyjnych komputerach elektronicznych nośnikiem informacji są elektrony.

II PWr

W tradycyjnych komputerach elektronicznych nośnikiem informacji są elektrony.

Poruszają się one ze stosunkowo niewielką prędkością kilku kilometrów na sekundę.
Tymczasem w procesorach optycznych nośnikami informacji są

fotony,

które

poruszają się z najwyŜszą znaną nam prędkością 300 tys. km na sekundę

Tendencje przyszłościowe

• Komputery organiczne

Biotechnologia umoŜliwi utworzenie organicznych komputerów – zbudowanych
z materii organicznej.

W komputerach opartych na DNA informacja jest kodowana przy pomocy czterech

zasad azotowych: tyminy T, adeniny A, cytozyny C i guaniny G.

Pamięć oparta na DNA:

- sekwencja T, A, C, G – jeden bit to jedna litera

II PWr

- sekwencja T, A, C, G – jeden bit to jedna litera

- DNA o długości 1 cm zawiera ponad 1Mbit informacji

- w 1 mm

mieści się 10 miliardów takich DNA

- w łebku szpilki moŜna pomieścić 100 000 razy więcej danych niŜ na dysku 100 GB.

Przy pomocy metod inŜynierii genetycznej moŜna rozwiązywać konkretne problemy
obliczeniowe.

Rok

Nazwa

Firma

Zegar

(MHz)

Roz słowa

(bit)

Magistrala

(bit)

Szyb mag

(MHz)

1978

8086/8088

Intel

4.77 - 10

8 - 16

5 - 10

1982 80286

6 – 12.5

6 - 12

1985 80386

16 - 33

16 - 32

16 - 33

1989

80486

16 - 100

16 - 50

1993 Pentium

60 – 233

32 – 64

50 - 60

1997 Pentium II

200 – 450

66 - 100

Charakterystyki procesorów

II PWr

1997 Power PC 750

Motorola 200 – 400

100

1998 Celeron

Intel

266 – 900

66 - 100

1999

Pentium III

450 – 1.1

100 - 133

1999 Athlon

AMD

850 – 1.2

200 - 266

1999 Duron

AMD

750 – 850

200

2000 Pentium 4

Intel

1.3 GHz

400

2006

Pentium 4

Intel

3.4 GHz

533 MHz

Pamięć komputera

II PWr

Pamięć komputera

Parametry charakteryzujące pamięć:

• pojemność

Określa ilość danych jaką moŜna w niej przechowywać (liczona w MB)
Jednostki: bity, bajty, słowa (8, 16, 32, 64 bity)

• szybkość/czas dostępu

Pamięci

– układy przeznaczone do przechowywania danych, wyników

i programów.

II PWr

• szybkość/czas dostępu

Czas od momentu zaŜądania do momentu ukazania się danych na wyjściu pamięci

• pobór mocy

• koszt

Hierarchia pamięci komputera

1) pamięć rejestrowa

2) pamięć buforowa (cache)

3) pamięć operacyjna (główna)

pamięć zewnętrzna

GBajty

ść

tę

ść

II PWr

Bajty

KBajty

MBajty

GBajty

Cache

Rejestry

Pamięć
główna

(operacyjna)

Pamięć

zewnętrzna

Sposoby dostępu do pamięci

1) Pamięci z dostępem bezpośrednim (losowym)

Bezpośredni dostęp do kaŜdego miejsca za pomocą adresu
Są to: pamięci dyskowe, CD, DVD, pamięć operacyjna

2) Pamięci z dostępem sekwencyjnym

- dostęp w kolejności w jakiej dane są fizycznie zapisane na nośniku

(np. pamięci taśmowe)

3) Pamięci asocjacyjne (skojarzeniowe)

II PWr

3) Pamięci asocjacyjne (skojarzeniowe)

Są to pamięci adresowane zawartością

Pamięci ulotne/nieulotne

Pamięć

nieulotna

to pamięć, w której dane są pamiętane takŜe po odłączeniu

zasilania. Są to pamięci dyskowe, CD, DVD, taśmowe.

Pamięć

ulotna

to pamięć, w której dane ulegają zniszczeniu po wyłączeniu

zasilania. Są to pamięci operacyjne.

Pamięci tylko do odczytu/do odczytu i zapisu

II PWr

ROM

– Read Only Memory (tylko do odczytu)

RAM

– Random Access Memory (pamięci o dostępie losowym, do zapisu i

odczytu)

Pamięci tylko do odczytu/do odczytu i zapisu

Pamięć operacyjna

0
1
2

SłuŜy do przechowywania programów i danych w trakcie pracy systemu.

Jest pamięcią

ulotną

, o dostępie

bezpośrednim

, typu

RAM

II PWr

n-1

n-2

n-3

Pamięć operacyjna

Podział ze względu na technologię wykonania:

• pamięci dynamiczne DRAM (dynamic RAM)

Są wolniejsze, ale tańsze,
Wymagają odświeŜania, łatwiej podlegają scalaniu

Pamięci DRAM są umieszczane na tzw. modułach:

- SIMM (Single In-line Memory Module) o szerokości magistrali danych

równej 32 bity

II PWr

równej 32 bity

- DIMM (Dual In-line Memory Module) o szerokości magistrali 64 bity

• pamięci statyczne SRAM (static RAM)

Są to szybkie pamięci o stosunkowo niewielkiej pojemności i duŜym poborze
mocy. Zbudowane na przerzutnikach. Są stosowane tam, gdzie nie jest wyma-
gana duŜa pojemność, a jedynie duŜa szybkość, np.. pamięci Cache.

Pamięci zewnętrzne

System pamięci składa się z dwóch elementów:

•

urządzenie pamięci (drive)

- urządzenia wewnętrzne (instalowane i konfigurowane z jednostką centralną)
- urządzenia zewnętrzne (podłączone do portów dodatkowych)

•

nośnik (dyskietka, CD, DVD, dysk)

Pamięci zewnętrzne są nieulotne !

II PWr

Pamięci zewnętrzne są nieulotne !

Pamięci zewnętrzne mogą być:

• wymienne (dyskietki, płyty CD/DVD, taśmy magnetyczne)

• niewymienne (dysk twardy)

Pamięci dyskowe

sektor

ścieŜka

talerze

głowice

Dane są zapisywane poprzez porządkowanie cząstek magnetycznych na dysku,
którego powierzchnie są pokryte materiałem o odpowiednich własnościach
magnetycznych.

II PWr

Pamięci dyskowe

Czas dostępu – suma poniŜszych czasów:

• czas szukania, czas na przesuniecie głowic do określonego cylindra

• opóźnienie obrotowe, czas potrzebny na obrót dysku do poŜądanej pozycji

• czas transferu danych

Typowy czas dostępu jest rzędu kilku ms.

II PWr

Cechy fizyczne:

• średnica dysków

- 3.5” (komputery osobiste)
- 2.5” (komputery przenośne)

• prędkość obrotowa

Od 5 400 do 15 000 obr/min.

• pojemność: od 40 GB do kilkuset GB

Pamięci dyskowe

Standardy dysków

określają:

- gęstość zapisu,

- czas dostępu,,
- wielkość dysku,
- sposób współpracy z innymi urządzeniami

•

ATA/IDE

– Attachment/Integrated Drive Electronics

Kontroler wbudowany w urządzenie dyskowe

II PWr

Kontroler wbudowany w urządzenie dyskowe

•

SCSI

(Small Computer System Interface)

Kontrolery wbudowane albo na kartach rozszerzenia. Jest droŜszy i szybszy.
UmoŜliwia podłączenie kilku urządzeń do jednego kontrolera.

Pamięci dyskowe

Partycjonowanie

Jest to podział dysku na logiczne jednostki zwane partycjami, które mogą być
uŜywane jako niezaleŜne dyski.

Dlaczego dzieli się dysk na partycje ?

• moŜliwość instalowania kilku systemów operacyjnych na jednym dysku fizycznym

• efektywniejsze wykorzystanie pojemności

II PWr

• efektywniejsze wykorzystanie pojemności

Partycja składa się z klastrów

Klaster to najmniejsza adresowalna jednostka.
Wielkość klastrów zaleŜy od wielkości partycji i wynosi od 4 KB do 512 KB

Dyski optyczne

Płyty kompaktowe wykonane są z poliwęglanowej płytki o grubości 1,2 mm i
ś

rednicy 12 cm (4.5 cala) pokrytej cienką warstwą aluminium w której zawarte są

informacje. Odczytywane są one laserem półprzewodnikowym o długości fali ok.
780 nm. Zapis tworzy spiralną ścieŜkę biegnącą od środka do brzegu płyty.

Podobnie jak dyski magnetyczne, dyski optyczne są takŜe dzielone na ścieŜki i

II PWr

Podobnie jak dyski magnetyczne, dyski optyczne są takŜe dzielone na ścieŜki i
sektory. JednakŜe w tym przypadku ścieŜka jest spiralą biegnącą od środka na
zewnątrz. Dlatego często dyski optyczne mają róŜne kształty zewnętrzne.

Dyski optyczne

Płyta kompaktowa została opracowana wspólnie przez koncerny Philips i Sony pod
koniec lat 1970., a jej premiera odbyła się w 1982 roku.

Lasery mogą zapisywać dane z o wiele większą gęstością niŜ głowice magnetyczne,
dlatego dyski optyczne o podobnych gabarytach są duŜo bardziej pojemne od
dysków magnetycznych. Dwa popularne standardy:

• CD – Compact Disc, pojemność: 700 MB

• DVD – Digital Versatile Disc (Digital Video Disc), pojemność: 4.7 GB do 17 GB

II PWr

• CD-ROM (Compact Disc, Read Only Memory)

Zapisywane fabrycznie za pomocą lasera (podczerwony promień)

• CD-R (Recordable)

Zapisywane jednorazowo

• CD-RW (Rewritable)

Zapisywane wielokrotnie

Dyski optyczne - CD

II PWr

Urządzenie do czytania CD – czytnik CD.

Urządzenie do zapisu CD – nagrywarka (wypalarka) CD + specjalny program

A by chronić pry watność uŜy tk ownik a, program PowerPoint uniemoŜliwił automaty czne pobranie tego zewnętrznego obrazu. A by pobrać i wy świetlić ten obraz, k lik nij przy cisk Opcje na pask u k omunik atów, a następnie k lik nij opcję W łącz zawartość zewnętrzną.

[

Format DVD został opracowany prze firmy Philips, Sony i Toshiba i
wprowadzony w 1995 roku.

RóŜne technologie:

- 4.7 GB

1-stronny, -warstwowy

- 8.7 GB

1-stronny, 2-warstwowy

Dyski optyczne - DVD

- 8.7 GB

1-stronny, 2-warstwowy

- 9.4 GB

2-stronny, 1-warstwowy

- 17 GB

2-stronny, 2-warstwowy

• DVD-ROM

Tylko do odczytu, nagrywane fabrycznie (laser czerwony)

• DVD-R, DVD+R (róŜne formaty zapisu)

Jednorazowy zapis

• DVD-RW, DVD+RW

Zapisywane wielokrotnie (róŜne formaty zapisu)

• DVD-RAM

Dyski optyczne - DVD

II PWr

• DVD-RAM

Zapisywane wielokrotnie, dysk w kasecie, poj. 9.4 GB

• Nowa technologia zapisu (

niebieski laser

)

- 25 GB (Blu-ray Disc - Sony)
- 36 GB (HD-DVD - Toshiba)

NiezaleŜnie od róŜnych formatów zapisu, odczytywanie moŜliwe na wszystkich
standardowych czytnikach DVD.

Napędy DVD mogą odtwarzać CD, ale nie odwrotnie!

Podczas gdy czytniki DVD korzystają z czerwonego lasera, w napędach HD DVD
i Blu-ray Disc laser ma kolor niebieski. Podstawową róŜnicą pomiędzy tymi
laserami jest długość fali – czerwony ma 650 nanometrów, podczas gdy niebieski
tylko 405 nm. Pozwala to na zmniejszenie rozmiaru pitów, a co za tym idzie daje
to moŜliwość gęstszego zapisywania danych na nośniku.

Dyski optyczne

II PWr

Blu-ray Disc (BD)

– konkurencyjny dla HD DVD format zapisu optycznego,

opracowany przez Blu-ray Disc Association (BDA). Następca formatu DVD.
WyróŜnia się większą pojemnością od płyt DVD, co jest moŜliwe dzięki
zastosowaniu niebieskiego lasera.
Blu-ray pozwala na zapisanie 25 GB danych na płytach jednowarstwowych.

W uŜyciu są równieŜ :
- płyty dwuwarstwowe

o pojemności 50 GB,

Dyski optyczne - BD

II PWr

- płyty dwuwarstwowe

o pojemności 50 GB,

- płyty czterowarstwowe mieszczące do 100 GB,
- płyty ośmiowarstwowe, na których moŜna zapisać 200 GB informacji.

Istnieją wersje BD-ROM (Read Only Memory), BD-R (Recordable) i BD-RE
(REwritable, do 1000 zapisów).

Inne pamięci zewnętrzne

• Smart cards

Karta plastikowa wyposaŜona w procesor i pamięć.
Pojemność do kilku MB.
Są często wykorzystywane do zapisu danych personalnych np. medycznych,
do zapisu danych identyfikacyjnych, karty płatnicze itp.

• Pamięci flash

UŜywa się chipsów podobnie jak Smart cards, ale pojemność znacznie większa
Wykorzystywane jako pamięci przenośne w notebookach, aparatach fotogr.

II PWr

Wykorzystywane jako pamięci przenośne w notebookach, aparatach fotogr.
i innych urządzeniach przenośnych.
Postacie pamięci flash:

- Sticks (od 4 do 64 MB)
- flash memory cards (do 512 MB)
- flash memory drives (USB mini drives,

pen drives

) (do kilkudziesięciu GB)

Karta elektroniczna

(ang. smart card) — uniwersalny nośnik danych w postaci

karty wykonanej z plastiku z umieszczonym na niej (lub wewnątrz niej) jednym
lub kilkoma układami scalonymi, które pozwalają na ochronę procesu logowania
uŜytkownika, kontrolę dostępu i zawartych na niej danych. MoŜe być
odczytywana za pomocą urządzeń automatycznych, np. przy zawieraniu i
rozliczaniu transakcji finansowych oraz w kasach cyfrowych. Karty elektroniczne
mają rozmiar i wygląd zbliŜony do tradycyjnych kart kredytowych z paskiem
magnetycznym.

Inne pamięci zewnętrzne

II PWr

magnetycznym.

Są dwa standardowe wymiary kart:

• 85 × 54 mm - większy, stosowany w np. kartach kredytowych
• 25 × 15 mm - mniejszy, wielkości paznokcia, stosowany w np. kartach SIM

Pamięci taśmowe

Klasyczna taśma magnetyczna

Szerokość ½”, długość 2 400 stóp (12.7 mm, 750 m)

Zapisu dokonuje się w 9 rządkach z gęstością standardową np.. 640 b/mm

Przy szybkości przewijania 6 m/s daje to szybkość transmisji 384 kB/s

Dane są zapisywane i odczytywane blokami tzw. rekordami.

Dostęp do danego rekordu odbywa się przez podanie jego numeru

II PWr

Dostęp do danego rekordu odbywa się przez podanie jego numeru
licząc od początku taśmy.

Pojemność taśmy zaleŜy od gęstości zapisu i długości taśmy.
Np. poj. taśmy standardowej (750 m) wynosi 40 MB.

Obecnie nie uŜywane !

2. Kasety magnetyczne (cartridge), poj. od kilkuset MB do setek GB

Jest kilka standardów takich kaset:

- VCR (Video Casette Recorde)

- DAT (Digital Audio Tape)

Często wykorzystywane do archiwizowania danych.
Występują urządzenia wyposaŜone w wiele jednostek taśmowych.

Pamięci taśmowe

II PWr

Występują urządzenia wyposaŜone w wiele jednostek taśmowych.

II PWr

Napęd taśmowy DDS, na nim od prawej:
- dyskietka 3,5",
- taśma DC (250 MB, 6 mm, 310,9 mb),
- taśma DL (20 GB, 8 mm, 112 mb),
- taśma DDS (4 mm, 150 mb)